package com.aabbc.aaaaa.utils;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.util.StringTokenizer;

/**
 * <p>进行IP地址匹配的工具类，根据给出的IP地址取得IP对应的国家及其地区。</p>
 * <p>通过读取腾讯公司纯真版IP数据库QQWry.dat进行IP地址匹配。</p>
 * QQWry.Dat 数据库中 收集了包括中国电信、中国网通、长城宽带、网通宽带、
 * 聚友宽带等 ISP 的最新准确 IP 地址数据，包括最全的网吧数据。<br>
 * IP数据库每5天更新一次，可以到其官方网站上下载更新数据库！
 * <p>QQWry.Dat下载地址：<a href="http://www.cz88.net/fox/">http://www.cz88.net/fox/<a></p>
 * @author David Tao Created on 2007-03-26
 * @author 张宪新 修改日期：2008-07-25
 * @since 1.1
 */
@Slf4j
public class IPSeeker {

    // 随机文件访问类
    private RandomAccessFile ipFile;
    // 起始地区的开始和结束的绝对偏移
    private long ipBegin, ipEnd;
    // 为提高效率而采用的临时变量
    private IPLocation loc;
    private byte[] buf;
    private byte[] b4;
    private byte[] b3;
    // 一些固定常量，比如记录长度等等
    private static final int IP_RECORD_LENGTH = 7;
    private static final byte REDIRECT_MODE_1 = 0x01;
    private static final byte REDIRECT_MODE_2 = 0x02;
    //腾讯公司纯真版IP数据库文件名
    private static final String QQIPDB_FileName =  "QQWry.Dat";
    private static final String UNKNOWN = "unknown";

    /**
     * 构造函数，用于初始化纯真版IP数据库文件。
     */
    private IPSeeker() {
        this("");
    }

    private IPSeeker(String qqWryFilePath){
        loc = new IPLocation();
        buf = new byte[100];
        b4 = new byte[4];
        b3 = new byte[3];
        if(qqWryFilePath==null || "".equals(qqWryFilePath)){
            qqWryFilePath = this.getClass().getResource("/").getPath() + QQIPDB_FileName;
        }
        try {
            ipFile = new RandomAccessFile(qqWryFilePath, "r");
        } catch (FileNotFoundException e) {
            log.error("找不到纯真版IP数据库文件--QQWry.Dat！");
            return;
        }
        if(ipFile ==null){
            return;
        }
        // 如果打开文件成功，读取文件头信息
        try {
            ipBegin = readLong4(0);
            ipEnd = readLong4(4);
            if(ipBegin == -1 || ipEnd == -1) {
                ipFile.close();
                ipFile = null;
            }
        } catch (IOException e) {
            log.error("IP地址信息文件格式有错误！");
            ipFile = null;
        }
    }

    /**
     * 方法用途和描述: 创建IPSeeker的实例
     * <p>默认腾讯公司纯真版IP数据库文件QQWry.Dat存在于ClassPath目录下！</p>
     * 如果不存在ClassPath目录下，则请调用{@link #newInstance(String)}方法来创建IPSeeker实例
     * @return
     * @author 张宪新 新增日期：2008-7-25
     * @author 张宪新 修改日期：2008-7-25
     * @since IPSeeker.java version(1.1)
     */
    public static IPSeeker newInstance(){
        return new IPSeeker();
    }

    /**
     * 方法用途和描述: 创建IPSeeker的实例
     * @param path 腾讯公司纯真版IP数据库文件QQWry.Dat所在的路径[包括文件名]!
     * @return
     * @author 张宪新 新增日期：2008-7-25
     * @author 张宪新 修改日期：2008-7-25
     * @since IPSeeker.java version(1.1)
     */
    public static IPSeeker newInstance(String path){
        return new IPSeeker(path);
    }


    /**
     * 根据ip获得国家和地区。
     *
     * @param ip IP的字符串形式
     * @return 国家 + 地区
     */
    public String get(String ip) {
        if(ip==null || "".equals(ip)){
            return "";
        }
        String country = getCountry(ip);
        String area = getArea(ip);

        if (UNKNOWN.equals(country) && !UNKNOWN.equals(area)){
            return area;
        }else if (UNKNOWN.equals(area) && !UNKNOWN.equals(country)){
            return country;
        }else if (UNKNOWN.equals(country) && UNKNOWN.equals(area)){
            return "";
        }else{
            return new StringBuilder(country).append("  ").append(area).toString();
        }
    }

    /**
     * 根据IP得到国家名
     * @param ip ip的字节数组形式
     * @return 国家名字符串
     */
    public String getCountry(byte[] ip) {
        // 检查ip地址文件是否正常
        if(ipFile == null)
            return "";
        // 先检查cache中是否已经包含有这个ip的结果，没有再搜索文件
        IPLocation ipLoc = getIPLocation(ip);
        return ipLoc.country;
    }

    /**
     * 根据IP得到国家名
     * @param ip IP的字符串形式
     * @return 国家名字符串
     */
    public String getCountry(String ip) {
        return getCountry(getIpByteArrayFromString(ip));
    }

    /**
     * 根据IP得到地区名
     * @param ip IP的字符串形式
     * @return 地区名字符串
     */
    public String getArea(String ip) {
        return getArea(getIpByteArrayFromString(ip));
    }

    /**
     * 根据IP得到地区名
     * @param ip ip的字节数组形式
     * @return 地区名字符串
     */
    public String getArea(byte[] ip) {
        // 检查ip地址文件是否正常
        if(ipFile == null)
            return "";
        IPLocation ipLoc = getIPLocation(ip);
        return ipLoc.area;
    }


    /**
     * 用来封装ip相关信息，目前只有两个字段，ip所在的国家和地区
     */
    private class IPLocation {
        public String country;
        public String area;

        public IPLocation() {
            country = area = "";
        }

        public IPLocation getCopy() {
            IPLocation ret = new IPLocation();
            ret.country = country;
            ret.area = area;
            return ret;
        }
    }

    /**
     * 根据ip搜索ip信息文件，得到IPLocation结构，所搜索的ip参数从类成员ip中得到
     * @param ip 要查询的IP
     * @return IPLocation结构
     */
    private IPLocation getIPLocation(byte[] ip) {
        IPLocation info = null;
        long offset = locateIP(ip);
        if(offset != -1)
            info = getIPLocation(offset);
        if(info == null) {
            info = new IPLocation();
            info.country = UNKNOWN;
            info.area = UNKNOWN;
        }
        return info;
    }


    /**
     * 从offset位置读取4个字节为一个long，因为java为big-endian格式，所以没办法
     * 用了这么一个函数来做转换
     * @param offset
     * @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败
     */
    private long readLong4(long offset) {
        long ret = 0;
        try {
            ipFile.seek(offset);
            ret |= (ipFile.readByte() & 0xFF);
            ret |= ((ipFile.readByte() << 8) & 0xFF00);
            ret |= ((ipFile.readByte() << 16) & 0xFF0000);
            ret |= ((ipFile.readByte() << 24) & 0xFF000000);
            return ret;
        } catch (IOException e) {
            return -1;
        }
    }

    /**
     * 这个方法将根据ip的内容，定位到包含这个ip国家地区的记录处，返回一个绝对偏移
     * 方法使用二分法查找。
     * @param ip 要查询的IP
     * @return 如果找到了，返回结束IP的偏移，如果没有找到，返回-1
     */
    private long locateIP(byte[] ip) {
        long m = 0;
        int r;
        // 比较第一个ip项
        readIP(ipBegin, b4);
        r = compareIP(ip, b4);
        if(r == 0) return ipBegin;
        else if(r < 0) return -1;
        // 开始二分搜索
        for(long i = ipBegin, j = ipEnd; i < j; ) {
            m = getMiddleOffset(i, j);
            readIP(m, b4);
            r = compareIP(ip, b4);
            // log.debug(Utils.getIpStringFromBytes(b));
            if(r > 0)
                i = m;
            else if(r < 0) {
                if(m == j) {
                    j -= IP_RECORD_LENGTH;
                    m = j;
                } else
                    j = m;
            } else
                return readLong3(m + 4);
        }
        // 如果循环结束了，那么i和j必定是相等的，这个记录为最可能的记录，但是并非
        //     肯定就是，还要检查一下，如果是，就返回结束地址区的绝对偏移
        m = readLong3(m + 4);
        readIP(m, b4);
        r = compareIP(ip, b4);
        if(r <= 0) return m;
        else return -1;
    }

    /**
     * 从offset位置读取四个字节的ip地址放入ip数组中，读取后的ip为big-endian格式，但是
     * 文件中是little-endian形式，将会进行转换
     * @param offset
     * @param ip
     */
    private void readIP(long offset, byte[] ip) {
        try {
            ipFile.seek(offset);
            ipFile.readFully(ip);
            byte temp = ip[0];
            ip[0] = ip[3];
            ip[3] = temp;
            temp = ip[1];
            ip[1] = ip[2];
            ip[2] = temp;
        } catch (IOException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }

    /**
     * 把类成员ip和beginIp比较，注意这个beginIp是big-endian的
     * @param ip 要查询的IP
     * @param beginIp 和被查询IP相比较的IP
     * @return 相等返回0，ip大于beginIp则返回1，小于返回-1。
     */
    private int compareIP(byte[] ip, byte[] beginIp) {
        for(int i = 0; i < 4; i++) {
            int r = compareByte(ip[i], beginIp[i]);
            if(r != 0)
                return r;
        }
        return 0;
    }

    /**
     * 得到begin偏移和end偏移中间位置记录的偏移
     * @param begin
     * @param end
     * @return
     */
    private long getMiddleOffset(long begin, long end) {
        long records = (end - begin) / IP_RECORD_LENGTH;
        records >>= 1;
        if(records == 0) records = 1;
        return begin + records * IP_RECORD_LENGTH;
    }

    /**
     * 把两个byte当作无符号数进行比较
     * @param b1
     * @param b2
     * @return 若b1大于b2则返回1，相等返回0，小于返回-1
     */
    private int compareByte(byte b1, byte b2) {
        if((b1 & 0xFF) > (b2 & 0xFF)) // 比较是否大于
            return 1;
        else if((b1 ^ b2) == 0)// 判断是否相等
            return 0;
        else
            return -1;
    }

    /**
     * 从offset位置读取3个字节为一个long，因为java为big-endian格式，所以没办法
     * 用了这么一个函数来做转换
     * @param offset 整数的起始偏移
     * @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败
     */
    private long readLong3(long offset) {
        long ret = 0;
        try {
            ipFile.seek(offset);
            ipFile.readFully(b3);
            ret |= (b3[0] & 0xFF);
            ret |= ((b3[1] << 8) & 0xFF00);
            ret |= ((b3[2] << 16) & 0xFF0000);
            return ret;
        } catch (IOException e) {
            return -1;
        }
    }

    /**
     * 给定一个ip国家地区记录的偏移，返回一个IPLocation结构
     * @param offset 国家记录的起始偏移
     * @return IPLocation对象
     */
    private IPLocation getIPLocation(long offset) {
        try {
            // 跳过4字节ip
            ipFile.seek(offset + 4);
            // 读取第一个字节判断是否标志字节
            byte b = ipFile.readByte();
            if(b == REDIRECT_MODE_1) {
                // 读取国家偏移
                long countryOffset = readLong3();
                // 跳转至偏移处
                ipFile.seek(countryOffset);
                // 再检查一次标志字节，因为这个时候这个地方仍然可能是个重定向
                b = ipFile.readByte();
                if(b == REDIRECT_MODE_2) {
                    loc.country = readString(readLong3());
                    ipFile.seek(countryOffset + 4);
                } else
                    loc.country = readString(countryOffset);
                // 读取地区标志
                loc.area = readArea(ipFile.getFilePointer());
            } else if(b == REDIRECT_MODE_2) {
                loc.country = readString(readLong3());
                loc.area = readArea(offset + 8);
            } else {
                loc.country = readString(ipFile.getFilePointer() - 1);
                loc.area = readArea(ipFile.getFilePointer());
            }
            return loc;
        } catch (IOException e) {
            return null;
        }
    }

    /**
     * 从当前位置读取3个字节转换成long
     * @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败
     */
    private long readLong3() {
        long ret = 0;
        try {
            ipFile.readFully(b3);
            ret |= (b3[0] & 0xFF);
            ret |= ((b3[1] << 8) & 0xFF00);
            ret |= ((b3[2] << 16) & 0xFF0000);
            return ret;
        } catch (IOException e) {
            return -1;
        }
    }

    /**
     * 从offset偏移处读取一个以0结束的字符串
     * @param offset 字符串起始偏移
     * @return 读取的字符串，出错返回空字符串
     */
    private String readString(long offset) {
        try {
            ipFile.seek(offset);
            int i;
            for(i = 0, buf[i] = ipFile.readByte(); buf[i] != 0; buf[++i] = ipFile.readByte());
            if(i != 0)
                return getString(buf, 0, i, "GBK");
        } catch (IOException e) {
            log.error(e.getMessage());
        }
        return "";
    }

    /**
     * 从offset偏移开始解析后面的字节，读出一个地区名
     * @param offset 地区记录的起始偏移
     * @return 地区名字符串
     * @throws IOException
     */
    private String readArea(long offset) throws IOException {
        ipFile.seek(offset);
        byte b = ipFile.readByte();
        if(b == REDIRECT_MODE_1 || b == REDIRECT_MODE_2) {
            long areaOffset = readLong3(offset + 1);
            if(areaOffset == 0)
                return UNKNOWN;
            else
                return readString(areaOffset);
        } else
            return readString(offset);
    }


    /**
     * 根据某种编码方式将字节数组转换成字符串
     * @param b 字节数组
     * @param offset 要转换的起始位置
     * @param len 要转换的长度
     * @param encoding 编码方式
     * @return 如果encoding不支持，返回一个缺省编码的字符串
     */
    public static String getString(byte[] b, int offset, int len, String encoding) {
        try {
            return new String(b, offset, len, encoding);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            return new String(b, offset, len);
        }
    }

    /**
     * 从ip的字符串形式得到字节数组形式
     * @param ip 字符串形式的ip
     * @return 字节数组形式的ip
     */
    private final static byte[] getIpByteArrayFromString(String ip) {
        byte[] ret = new byte[4];
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(ip, ".");
        try {
            ret[0] = (byte)(Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
            ret[1] = (byte)(Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
            ret[2] = (byte)(Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
            ret[3] = (byte)(Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
        } catch (Exception e) {
            log.error(e.getMessage());
        }
        return ret;
    }

    public static void main(String[] args){
        IPSeeker ipSeeker = IPSeeker.newInstance();
        String str = ipSeeker.get("4.37.216.0");
        log.info(str);
    }

}
